FR3138916A1 - INNOVATIVE CEMENT CLINKER CALCINATOR - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un calcinateur innovant de clinker de ciment comprenant une partie de volute inférieure, un corps inférieur de calcinateur, un corps central de calcinateur et un corps supérieur de calcinateur. La partie de volute inférieure comprend un canal de volute inférieur et une entrée d'air, et le canal de volute inférieur injecte du gaz dans la partie de volute inférieure via une sortie communiquant tangentiellement avec une paroi latérale de la partie de volute inférieure. Le canal de volute inférieur communique avec une première entrée de matériau à calciner, et/ou une seconde entrée de matériau à calciner et une seconde entrée de combustible sont agencées sur la paroi latérale de la partie de volute inférieure ; une partie rétrécie est agencée au fond du corps supérieur de calcinateur et configurée pour avoir un diamètre augmentant progressivement le long d'une direction verticale vers le haut. Une sortie latérale supérieure communiquant avec la partie de volute supérieure est agencée sur un côté du corps supérieur de calcinateur. La partie de volute supérieure comprend un canal de volute supérieur, une entrée du canal de volute supérieur est configurée pour communiquer tangentiellement avec la sortie latérale supérieure et un sens de rotation du canal de volute supérieur est opposé à un sens de rotation du canal de volute inférieur. Le calcinateur selon la présente invention peut augmenter le temps de séjour d'un combustible et d'un gaz de combustion et permet à un matériau à calciner, au combustible et au gaz de combustion de se mélanger complètement. Figure pour l’abrégé : 1The present invention relates to an innovative cement clinker calciner comprising a lower volute part, a lower calciner body, a middle calciner body and an upper calciner body. The lower scroll portion includes a lower scroll channel and an air inlet, and the lower scroll channel injects gas into the lower scroll portion via an outlet tangentially communicating with a side wall of the lower scroll portion. The lower volute channel communicates with a first material inlet to be calcined, and/or a second material inlet to be calcined and a second fuel inlet are arranged on the side wall of the lower volute part; a narrowed part is arranged at the bottom of the upper calciner body and configured to have a diameter gradually increasing along a vertical upward direction. An upper side outlet communicating with the upper volute part is provided on one side of the upper calciner body. The upper scroll portion includes an upper scroll channel, an inlet of the upper scroll channel is configured to tangentially communicate with the upper side outlet, and a direction of rotation of the upper scroll channel is opposite to a direction of rotation of the scroll channel lower. The calciner according to the present invention can increase the residence time of a fuel and a flue gas and allows a material to be calcined, the fuel and the flue gas to mix completely. Figure for abstract: 1
Description
La présente invention se rapporte au domaine de l'équipement de fabrication de matériaux de construction, et plus particulièrement à un calcinateur innovant de clinker de ciment.The present invention relates to the field of construction materials manufacturing equipment, and more particularly to an innovative cement clinker calciner.
Un calcinateur est un dispositif qui peut disperser et mettre en suspension de la poudre de farine brute dans l'air afin que le processus de combustion de combustible et de décomposition du carbonate de calcium puisse se produire dans un laps de temps bref (généralement de 1,5 à 3 secondes). Dans un calcinateur, la combustion d'un combustible a lieu simultanément avec la réaction endothermique d'un matériau dans un état de turbulence intense et des particules fines du combustible flottent et brûlent en même temps, transformant la quasi-totalité de l'espace dans le calcinateur en une zone de combustion. Selon leur structure et leur principe de fonctionnement, les calcinateurs peuvent être grossièrement répartis en calcinateurs à turbulences, calcinateurs à lit fluidisé, calcinateurs à bouillonnement, calcinateurs à préchauffage, etc.A calciner is a device that can disperse and suspend raw flour powder in the air so that the process of burning fuel and decomposing calcium carbonate can occur within a short period of time (usually 1 .5 to 3 seconds). In a calciner, the combustion of a fuel takes place simultaneously with the endothermic reaction of a material in a state of intense turbulence and fine particles of the fuel float and burn at the same time, transforming almost the entire space into the calciner into a combustion zone. According to their structure and working principle, calciners can be roughly divided into swirl calciners, fluidized bed calciners, bubbling calciners, preheat calciners, etc.
Au cours du développement de la présente invention, l'inventeur a établi la présence au moins des problèmes suivant dans l'art antérieur. Dans un calcinateur de l'art antérieur, dans la mesure où le flux d'air à l'intérieur du calcinateur soit de forme simple et où, en outre, la qualité du combustible du calcinateur est médiocre et le taux de RDF (combustible dérivé de déchets) est élevé, la farine brute, le combustible et le gaz de combustion ne peuvent pas être mélangés correctement et l'espace dans le calcinateur ne peut pas être utilisé entièrement. Le temps de séjour du gaz de combustion ne peut être amélioré qu'en augmentant la hauteur du calcinateur, ce qui augmente le coût. En outre, le temps de séjour du combustible dans l'air tertiaire est bref, de même que le temps de contact entre le combustible et l'oxygène, de sorte que le combustible ne peut pas brûler rapidement et suffisamment.During the development of the present invention, the inventor established the presence of at least the following problems in the prior art. In a calciner of the prior art, to the extent that the air flow inside the calciner is of simple shape and where, in addition, the quality of the fuel of the calciner is poor and the rate of RDF (derived fuel waste) is high, the raw meal, fuel and flue gas cannot be mixed properly and the space in the calciner cannot be fully utilized. The combustion gas residence time can only be improved by increasing the height of the calciner, which increases the cost. In addition, the residence time of the fuel in the tertiary air is short, as is the contact time between the fuel and oxygen, so that the fuel cannot burn quickly and sufficiently.
Par conséquent, un calcinateur de clinker de ciment innovant est souhaitable pour résoudre au moins partiellement les problèmes techniques susmentionnés.Therefore, an innovative cement clinker calciner is desirable to at least partially solve the above-mentioned technical problems.
Afin de résoudre au moins un des problèmes de l'art antérieur, augmenter le temps de séjour du combustible et du gaz de combustion, et pour mélanger complètement le matériau à calciner, le combustible et le gaz de combustion, la présente invention propose un calcinateur de clinker de ciment innovant.In order to solve at least one of the problems of the prior art, increase the residence time of the fuel and the combustion gas, and to completely mix the material to be calcined, the fuel and the combustion gas, the present invention proposes a calciner of innovative cement clinker.
Un calcinateur de clinker de ciment innovant selon la présente invention comprendAn innovative cement clinker calciner according to the present invention comprises
un corps inférieur de calcinateur, un corps central de calcinateur et un corps supérieur de calcinateur qui sont cylindriques, disposés verticalement et en liaison les uns avec les autres. Le calcinateur comprend en outre une partie de volute supérieure communiquant avec le corps supérieur de calcinateur et un cylindre de connexion disposé sous la partie de volute supérieure, le corps inférieur de calcinateur comprend une partie conique à l'extrémité inférieure et une partie de volute inférieure au-dessus de la partie conique, la partie de volute inférieure comprend un canal de volute inférieur et une entrée d'air pour introduire du gaz, le canal de volute inférieur injecte le gaz dans la partie de volute inférieure via une sortie configurée pour communiquer tangentiellement avec une paroi latérale de la partie de volute inférieure, une entrée de fond de la partie conique sert d'entrée de gaz de combustion et l'entrée de gaz de combustion est configurée pour introduire le gaz de combustion généré par un équipement frontal ; le canal de volute inférieur communique avec une première entrée de matériau à calciner et une première entrée de combustible et/ou une deuxième entrée de matériau à calciner et une deuxième entrée de combustible sont agencées sur la paroi latérale de la partie de volute inférieure ; une partie rétrécie en jonction bout-à-bout avec une sortie supérieure du corps central de calcinateur est agencée au fond du corps supérieur de calcinateur et cette partie rétrécie est configurée pour avoir un diamètre augmentant progressivement le long d'une direction verticale vers le haut ; le corps supérieur de calcinateur a un sommet fermé et une sortie latérale supérieure communiquant avec la partie de volute supérieure est agencée sur un côté du corps supérieur de calcinateur ; la partie de volute supérieure comprend un canal de volute supérieur, une entrée du canal de volute supérieur est configurée pour communiquer tangentiellement avec la sortie latérale supérieure et un sens de rotation du canal de volute supérieur est opposé au sens de rotation du canal de volute inférieur. La première entrée de matériau à calciner et la deuxième entrée de matériau à calciner peuvent être configurées pour introduire chacune un matériau à calciner (tel qu'une farine brute pour la production de ciment). La première entrée de combustible peut être configurée pour introduire un combustible tel que du TDF (combustible dérivé de pneus), du RDF (combustible dérivé de déchets), du SRF (combustible solide de récupération), des hydrocarbures et des solvants résiduels, du combustible de biomasse, de la farine d'os et du cambouis. Ayant une forte teneur en eau et des particules de grande taille, les combustibles susmentionnés nécessitent un temps de calcination plus long. Par conséquent, ces combustibles doivent être introduits dans un gaz ayant une forte teneur en oxygène (p. ex., de l'air tertiaire qui est généralement de l'air chauffé ayant une température généralement supérieure à 900 °C et une teneur en oxygène d'environ 21%) pour brûler rapidement, raccourcissant ainsi le temps de calcination des combustibles et réduisant le volume du calcinateur. La deuxième entrée de combustible peut être configurée pour introduire un combustible (p. ex., un combustible classique tel que du charbon, du coke de pétrole, du gaz naturel ou de l'huile lourde) qui a une valeur calorifique élevée et une forte teneur en matières volatiles.a lower calciner body, a central calciner body and an upper calciner body which are cylindrical, arranged vertically and connected to each other. The calciner further comprises an upper volute part communicating with the upper calciner body and a connecting cylinder provided below the upper volute part, the lower calciner body comprises a conical part at the lower end and a lower volute part above the conical portion, the lower scroll portion includes a lower scroll channel and an air inlet for introducing gas, the lower scroll channel injects gas into the lower scroll portion via an outlet configured to communicate tangentially with a side wall of the lower scroll part, a bottom inlet of the conical part serves as a flue gas inlet, and the flue gas inlet is configured to introduce flue gas generated by front equipment; the lower volute channel communicates with a first material inlet to be calcined and a first fuel inlet and/or a second material inlet to be calcined and a second fuel inlet are arranged on the side wall of the lower volute part; a narrowed part end-to-end joining with an upper outlet of the central calciner body is arranged at the bottom of the upper calciner body and this narrowed part is configured to have a diameter gradually increasing along a vertical upward direction ; the upper calciner body has a closed top, and an upper side outlet communicating with the upper volute part is arranged on one side of the upper calciner body; the upper scroll portion includes an upper scroll channel, an inlet of the upper scroll channel is configured to tangentially communicate with the upper side outlet, and a direction of rotation of the upper scroll channel is opposite to the direction of rotation of the lower scroll channel . The first material to be calcined and the second material to be calcined may be configured to each introduce a material to be calcined (such as raw flour for cement production). The first fuel inlet may be configured to introduce a fuel such as TDF (Tire Derived Fuel), RDF (Waste Derived Fuel), SRF (Solid Recovered Fuel), residual hydrocarbons and solvents, fuel biomass, bone meal and sludge. Having a high water content and large particle size, the aforementioned fuels require a longer calcination time. Therefore, these fuels must be introduced into a gas having a high oxygen content (e.g., tertiary air which is generally heated air having a temperature generally greater than 900°C and an oxygen content by approximately 21%) to burn quickly, thus shortening the calcination time of fuels and reducing the volume of the calciner. The second fuel inlet may be configured to introduce a fuel (e.g., a conventional fuel such as coal, petroleum coke, natural gas, or heavy oil) that has a high calorific value and a high volatile matter content.
Dans le calcinateur selon la présente invention, le gaz (p. ex. de l'air tertiaire) s'écoule le long du canal de volute inférieur et entre finalement tangentiellement, via la sortie, dans la partie de volute inférieure pour générer des tourbillons. Ensuite, le flux d'air monte principalement sous la forme de tourbillons dans le corps central de calcinateur. Ensuite, le flux d'air passe à travers la partie rétrécie au fond du corps de supérieur calcinateur pour produire un effet de jaillissement, le flux d'air est dominé par un flux laminaire au lieu de tourbillons, et enfin le flux d'air entre dans la partie de volute supérieure et se transforme à nouveau en tourbillons inversés. Le gaz entre dans le canal de volute inférieur par l'entrée d'air et le combustible est introduit dans le gaz par la première entrée de combustible. Du fait de l'obstruction du canal de volute inférieur, le gaz doit tourner au moins sous un certain angle dans le canal de volute inférieur avant de s'échapper. De cette manière, le temps de séjour du combustible dans le gaz est augmenté. Le gaz de combustion tourbillonne principalement dans le calcinateur, ce qui augmente le temps de séjour du gaz de combustion dans le calcinateur er le temps de calcination du combustible. L'effet de jaillissement et la rotation inversée du flux d'air augmentent fortement l'effet de mélange du gaz de combustion, du matériau à calciner (tel que de la farine brute pour la production de ciment) et du combustible ainsi que l'efficacité de l'échange thermique entre eux, et favorise la vitesse de décomposition du matériau à calciner.In the calciner according to the present invention, gas (e.g. tertiary air) flows along the lower volute channel and finally enters tangentially, via the outlet, into the lower volute portion to generate vortices . Then, the air flow rises mainly in the form of vortices in the central calciner body. Then the air flow passes through the narrowed part at the bottom of the upper calciner body to produce a gushing effect, the air flow is dominated by laminar flow instead of vortices, and finally the air flow enters the upper volute part and turns into inverted swirls again. Gas enters the lower volute channel through the air inlet and fuel is introduced into the gas through the first fuel inlet. Due to the obstruction of the lower volute channel, the gas must rotate at least at some angle in the lower volute channel before escaping. In this way, the residence time of the fuel in the gas is increased. The combustion gas mainly swirls in the calciner, which increases the residence time of the combustion gas in the calciner and the calcination time of the fuel. The gushing effect and reverse rotation of the air flow greatly increase the mixing effect of the flue gas, the material to be calcined (such as raw flour for cement production) and the fuel as well as the efficiency of heat exchange between them, and promotes the speed of decomposition of the material to be calcined.
Facultativement, une troisième entrée de matériau à calciner et/ou une troisième entrée de combustible sont agencées sur une paroi latérale de la partie conique. Un matériau à calciner introduit dans la troisième entrée de matériau à calciner peut être de la farine brute pour la production de ciment. Un combustible introduit dans la troisième entrée de combustible peut aussi être un combustible classique tel que du charbon, du coke de pétrole, du gaz naturel ou de l'huile lourde. Ayant un pouvoir calorifique élevé et une forte teneur en matières volatiles, le combustible peut être rapidement pyrolysé en CO dans une atmosphère à haute température pauvre en oxygène. Du fait que le gaz de combustion introduit depuis l'équipement frontal (tel qu'un gaz de combustion à haute température introduit depuis un four rotatif) a une forte teneur en NOx et une faible teneur en oxygène, l'émission directe du gaz de combustion endommagerait l'environnement. Le combustible introduit par la troisième entrée de combustible est brûlé dans une atmosphère pauvre en oxygène pour produire du CO qui subit une réaction de réduction avec du NOx pour produire du CO2 et du N2, éliminant ainsi le NOx produit dans le four rotatif. Le matériau à calciner introduit par la troisième entrée de matériau à calciner absorbe la chaleur et se décompose, contrôlant ainsi la température d'un champ de flux de la partie conique.Optionally, a third material inlet to be calcined and/or a third fuel inlet are arranged on a side wall of the conical part. A material to be calcined introduced into the third material to be calcined inlet may be raw flour for cement production. A fuel introduced into the third fuel inlet may also be a conventional fuel such as coal, petroleum coke, natural gas or heavy oil. Having a high calorific value and high volatile matter content, the fuel can be rapidly pyrolyzed to CO in a high-temperature oxygen-poor atmosphere. Since the flue gas introduced from the front-end equipment (such as high-temperature flue gas introduced from a rotary kiln) has a high NOx content and a low oxygen content, the direct emission of the flue gas combustion would damage the environment. Fuel introduced through the third fuel inlet is burned in a low oxygen atmosphere to produce CO which undergoes a reduction reaction with NOx to produce CO2 and N2, thereby eliminating the NOx produced in the rotary kiln. The material to be calcined introduced through the third material to be calcined inlet absorbs heat and decomposes, thereby controlling the temperature of a flow field of the conical part.
Facultativement, les matériaux à calciner introduits dans les première, deuxième et troisième entrées de matériaux à calciner sont de la farine brute pour la production de ciment, l'entrée d'air est configurée pour introduire de l'air tertiaire et l'entrée de fond de la partie conique est configurée pour introduire le gaz de combustion du four rotatif.Optionally, the materials to be calcined introduced into the first, second and third material to be calcined inlets are raw flour for cement production, the air inlet is configured to introduce tertiary air and the inlet is bottom of the conical part is configured to introduce the combustion gas of the rotary kiln.
Facultativement, un angle de rotation tangentiel du canal de volute inférieur est supérieur à 180°, de préférence supérieur à 270°.Optionally, a tangential rotation angle of the lower scroll channel is greater than 180°, preferably greater than 270°.
Facultativement, au moins une des première, deuxième et troisième entrées de matériau à calciner est aussi équipée d'un préchauffeur.Optionally, at least one of the first, second and third material inlets to be calcined is also equipped with a preheater.
Facultativement, le canal de volute inférieur est configuré pour s'étendre près de la paroi latérale de la partie de volute inférieure et le long d'une direction circonférentielle de la paroi latérale de la partie de volute inférieure, et le canal de volute inférieur a un diamètre diminuant progressivement le long d'une direction d'écoulement du gaz.Optionally, the lower scroll channel is configured to extend near the side wall of the lower scroll portion and along a circumferential direction of the side wall of the lower scroll portion, and the lower scroll channel has a diameter gradually decreasing along a gas flow direction.
Facultativement, un sommet du corps supérieur de calcinateur est configuré comme une partie hémisphérique fermée formant dôme et au moins une partie de la partie formant dôme est située au-dessus de la sortie supérieure.Optionally, a top of the upper calciner body is configured as a closed hemispherical dome portion and at least a portion of the dome portion is located above the upper outlet.
Facultativement, le canal de volute supérieur de la partie de volute supérieure est en communication tangentielle avec la sortie latérale supérieure du corps supérieur de calcinateur, en forme de 8 vu de dessus.Optionally, the upper volute channel of the upper volute portion is in tangential communication with the upper side outlet of the upper calciner body, shaped like an 8 when viewed from above.
En utilisant une des solutions techniques susmentionnées selon la présente invention, les effets bénéfiques qui peuvent être obtenus sont au moins les suivants :By using one of the aforementioned technical solutions according to the present invention, the beneficial effects that can be obtained are at least the following:
1. Le gaz entre dans le canal de volute inférieur par l'entrée d'air et une partie du combustible est introduite dans le gaz par la première entrée de combustible. Du fait de l'obstruction du canal de volute inférieur, le gaz doit tourner au moins à 180° avant de s'écouler du canal de volute inférieur. Ainsi, le temps de séjour du combustible dans le gaz est augmenté, ce qui est propice à la combustion rapide du combustible.1. The gas enters the lower volute channel through the air inlet, and part of the fuel is introduced into the gas through the first fuel inlet. Due to the obstruction of the lower volute channel, the gas must rotate at least 180° before flowing out of the lower volute channel. Thus, the residence time of the fuel in the gas is increased, which is conducive to the rapid combustion of the fuel.
2. Le combustible introduit dans la partie conique par la troisième entrée de combustible peut éliminer le NOx dans le gaz de combustion introduit et réduire l'émission de NOx, et le taux de dénitrification peut atteindre 50% ou plus.2. The fuel introduced into the conical part through the third fuel inlet can remove the NOx in the introduced flue gas and reduce the NOx emission, and the denitrification rate can reach 50% or more.
3. Le corps central de calcinateur sert de zone de combustion principale, des tourbillons principalement composés de gaz (p. ex. d'air tertiaire) sont proches d'une zone extérieure (dotée d'une teneur en oxygène élevée) de l'espace interne du corps central de calcinateur et le flux d'air composé principalement du gaz de combustion introduit (doté d'une faible teneur en oxygène) est principalement proche d'une zone centrale. Du fait de la force centrifuge des tourbillons, le combustible est principalement situé dans la zone extérieure dotée d'une teneur en oxygène élevée, ce qui est propice à la combustion et au dégagement de chaleur du combustible.3. The central calciner body serves as the main combustion zone, swirls consisting mainly of gases (e.g. tertiary air) are close to an outer zone (with high oxygen content) of the calciner internal space of the central calciner body and the air flow composed mainly of the introduced combustion gas (with a low oxygen content) is mainly close to a central zone. Due to the centrifugal force of the vortices, the fuel is mainly located in the outer zone with high oxygen content, which is conducive to the combustion and heat release of the fuel.
4. La partie rétrécie au fond du corps supérieur de calcinateur change l'état tourbillonnaire du flux d'air dans le corps central de calcinateur. Dans la zone du corps supérieur de calcinateur, le flux d'air est dominé par un flux laminaire au lieu de tourbillons, ce qui favorise l'effet de mélange du flux de combustion, du matériau à calciner et du combustible. La partie hémisphérique en forme de dôme du corps de supérieur calcinateur peut prolonger le temps de séjour du flux d'air.4. The narrowed part at the bottom of the upper calciner body changes the swirling state of the air flow in the central calciner body. In the area of the upper calciner body, the air flow is dominated by laminar flow instead of vortices, which promotes the mixing effect of the combustion flow, the material to be calcined and the fuel. The hemispherical dome-shaped part of the upper calciner body can extend the residence time of air flow.
5. La partie de volute supérieure inverse à nouveau le sens de rotation du flux d'air, renforçant ainsi encore l'effet de mélange du gaz de combustion, du matériau à calciner et du combustible et prolongeant le temps de séjour du flux d'air dans le cylindre de connexion situé derrière.5. The upper volute part reverses the rotation direction of the air flow again, thereby further strengthening the mixing effect of flue gas, material to be calcined and fuel and prolonging the residence time of the air flow air into the connecting cylinder behind.
6. La paroi latérale de la partie de volute inférieure porte la deuxième entrée de combustible et la paroi latérale de la partie conique porte la troisième entrée de combustible, ce qui, d'une part, évite la concentration thermique et, d'autre part, est plus favorable à la dispersion du combustible dans le gaz de combustion et avantageux pour le contact et l'échange thermique entre le combustible et le matériau à calciner.6. The side wall of the lower volute part carries the second fuel inlet, and the side wall of the conical part carries the third fuel inlet, which on the one hand avoids heat concentration and on the other hand , is more favorable to the dispersion of the fuel in the combustion gas and advantageous for the contact and heat exchange between the fuel and the material to be calcined.
On comprendra qu'aussi bien la description générale ci-dessus que la description détaillée ci-après sont des illustrations et des explications données à titre d'exemple, et ne doivent pas être considérées comme des limitations au contenu revendiqué de la présente invention.It will be understood that both the general description above and the detailed description below are illustrations and explanations given by way of example, and should not be considered as limitations on the claimed content of the present invention.
D'autres objectifs, fonctions et avantages de la présente invention sont clarifiés par le biais de la description suivante des modes de réalisation de la présente invention, en se référant aux figures d'accompagnement suivantes :Further objectives, functions and advantages of the present invention are clarified through the following description of embodiments of the present invention, with reference to the following accompanying figures:
la
la
la
Numéros de référence :
100 Calcinateur
10 Corps inférieur de calcinateur
11 Entrée de gaz de combustion
12 Partie de volute inférieure
13 Partie conique
14 Troisième entrée de combustible
15 Troisième entrée de matériau à calciner
16 Deuxième entrée de combustible
17 Deuxième entrée de matériau à calciner
20 Canal de volute inférieur
21 Entrée d'air
22 Sortie
23 Première entrée de combustible
24 Première entrée de matériau à calciner
30 Corps central de calcinateur
31 Partie à passage réduit
40 Corps supérieur de calcinateur
41 Partie rétrécie
42 Sortie latérale supérieure
43 Partie en forme de dôme
50 Partie de volute supérieure
60 Cylindre de connexionReference numbers:
100 Calcinator
10 Calciner lower body
11 Combustion gas inlet
12 Lower volute part
13 Conical part
14 Third fuel inlet
15 Third entry of material to be calcined
16 Second fuel inlet
17 Second entry of material to be calcined
20 Lower volute channel
21 Air inlet
22 Exit
23 First fuel entry
24 First entry of material to be calcined
30 Calciner central body
31 Part with reduced passage
40 Upper calciner body
41 Narrowed part
42 Upper side outlet
43 Domed part
50 Upper volute part
60 Connection cylinder
Les objectifs et fonctions de la présente invention et les procédés pour atteindre ces objectifs et fonctions sont clarifiés en se référant aux exemples de modes de réalisation. Cependant, la présente invention ne se limite pas aux exemples de modes de réalisation divulgués ci-dessous et elle peut être mise en œuvre sous diverses formes. La description vise seulement à aider l'homme du métier à avoir une compréhension exhaustive des détails spécifiques de la présente invention.The objectives and functions of the present invention and the methods for achieving these objectives and functions are clarified with reference to the example embodiments. However, the present invention is not limited to the exemplary embodiments disclosed below and it can be implemented in various forms. The description is intended only to assist those skilled in the art in having a comprehensive understanding of the specific details of the present invention.
On notera que les termes utilisés ici servent seulement à décrire des modes de réalisation et ne visent pas à limiter les exemples de modes de réalisation de la présente invention. Telle qu'elle est utilisée ici, la forme particulière d'une fonction est sensée inclure diverses formes de celle-ci, sauf si le contexte en décide clairement autrement. De plus, on comprendra aussi que, lorsque les expressions "comprend" et/ou "comprenant" sont utilisées dans cette description, elles indiquent la présence de certaines éléments, composants, caractéristiques, valeurs entières, étapes, et/ou opérations, mais n'excluent pas la présence ou l'ajout d'un ou plusieurs autres éléments, composants, caractéristiques, valeurs entières, étapes, opérations et/ou combinaisons de ceux-ci.It should be noted that the terms used herein serve only to describe embodiments and are not intended to limit the exemplary embodiments of the present invention. As used here, the particular form of a function is intended to include various forms of it, unless the context clearly dictates otherwise. Furthermore, it will also be understood that, when the expressions "comprises" and/or "comprising" are used in this description, they indicate the presence of certain elements, components, characteristics, integer values, steps, and/or operations, but not do not exclude the presence or addition of one or more other elements, components, characteristics, integer values, steps, operations and/or combinations thereof.
Les nombres ordinaux tels que "premier" et "deuxième" cités dans la présente invention sont de simples identifiants et n'ont pas d'autre sens tel que d'identifier un ordre spécifique ou autre. De plus, par exemple, l'expression "premier composant" n'implique pas en soi l'existence d'un "deuxième composant" et l'expression "deuxième composant" n'implique pas en soi l'existence d'un "premier composant".Ordinal numbers such as "first" and "second" cited in the present invention are simple identifiers and have no other meaning such as identifying a specific order or the like. Furthermore, for example, the expression "first component" does not in itself imply the existence of a "second component" and the expression "second component" does not in itself imply the existence of a " first component".
On notera que les termes "supérieur", "inférieur" "avant", "arrière", "gauche", "droit" "intérieur", "extérieur" et autres expressions similaires sont utilisés ici uniquement dans un but illustratif et non limitatif.Note that the terms "upper", "lower", "front", "rear", "left", "right", "inner", "outer" and other similar expressions are used here for illustrative and non-limiting purposes only.
La présente invention concerne un calcinateur 100. Le calcinateur 100 selon la présente invention peut être utilisé, par exemple, dans le domaine des matériaux de construction et de l'industrie chimique, et peut être utilisé pour calciner divers matériaux à calciner, comme par exemple la farine brute pour la production de ciment. Ensuite, le calcinateur 100 selon la présente invention est décrit à titre d'exemple pour calciner la farine brute pour la production de ciment, mais cela ne signifie pas que le calcinateur selon la présente invention est limité à la calcination de la farine brute pour la production de ciment. Enfin, l'air tertiaire mentionné ci-dessous désigne l'air sec déchargé par le système de broyage, communément appelé gaz d'échappement, après la séparation de la poussière, et le mélange air/poudre avec la majeure partie du charbon pulvérisé séparée est envoyé vers le four pour brûler dans le mélange air chaud/poudre alimentant le système de broyage de stockage intermédiaire. En tant que fluide pour introduire le charbon pulvérisé, il est appelé air primaire pendant l'introduction du charbon pulvérisé et appelé air tertiaire uniquement quand il est introduit dans un foyer par une buse séparée. Contenant une petite quantité de charbon pulvérisé et doté d'une grande vitesse, l'air tertiaire a un fort effet de mélange sur un processus de combustion de charbon pulvérisé et supplée à l'oxygène nécessaire pour une étape de calcination. Du fait de sa faible température et de sa forte teneur en vapeur d'eau, l'air tertiaire a pour effet de réduire la température du foyer.The present invention relates to a calciner 100. The calciner 100 according to the present invention can be used, for example, in the field of building materials and the chemical industry, and can be used to calcine various materials to be calcined, such as raw flour for cement production. Next, the calciner 100 according to the present invention is described by way of example for calcining raw flour for the production of cement, but this does not mean that the calciner according to the present invention is limited to the calcination of raw flour for the production of cement. cement production. Finally, the tertiary air mentioned below refers to the dry air discharged by the grinding system, commonly called exhaust gas, after dust separation, and the air/powder mixture with most of the pulverized coal separated is sent to the oven to burn in the hot air/powder mixture supplying the intermediate storage grinding system. As a fluid for introducing pulverized coal, it is called primary air during the introduction of pulverized coal and called tertiary air only when it is introduced into a hearth through a separate nozzle. Containing a small amount of pulverized coal and having a high velocity, tertiary air has a strong mixing effect on a pulverized coal combustion process and supplies the oxygen needed for a calcination step. Due to its low temperature and high water vapor content, tertiary air has the effect of reducing the temperature of the home.
Dans un mode de réalisation préféré, comme le montrent les
Plus précisément, en se référant à la
Le corps inférieur de calcinateur 10 comprend une partie conique 13 à l'extrémité inférieure et une partie de volute inférieure 12 au-dessus de la partie conique 13. La partie conique 13 peut être une structure en forme de cône ayant un diamètre augmentant progressivement le long d'une direction verticale vers le haut. Une entrée de fond de la partie conique 13 sert d'entrée de gaz de combustion 11. L'entrée de gaz de combustion 11 est configurée pour introduire le gaz de combustion depuis le four rotatif, lequel gaz de combustion est un gaz de combustion à haute température (environ 1050 °C). De préférence, du fait que le gaz de combustion à haute température introduit depuis le four rotatif par l'entrée de gaz de combustion a une teneur en NOx relativement élevée, son émission directe sans traitement n'est pas favorable à la protection de l'environnement. Afin de réduire les émissions de NOx et compte tenu du fait que le gaz de combustion à haute température introduit depuis le four rotatif a une faible teneur en oxygène (généralement environ 2,5%), la partie conique 13 peut être dotée d'une troisième entrée de combustible 14 en communication avec la partie conique. Le combustible (qui peut être du charbon, du coke de pétrole, du gaz naturel ou de l'huile lourde) introduit par la troisième entrée de combustible 14 est brûlé dans une atmosphère pauvre en oxygène pour produire du CO qui est soumis une réaction de réduction avec du NOx pour produire du CO2 et du N2, éliminant ainsi le NOx produit dans le four rotatif.The lower calciner body 10 includes a conical portion 13 at the lower end and a lower volute portion 12 above the conical portion 13. The conical portion 13 may be a cone-shaped structure having a diameter gradually increasing the along a vertical upward direction. A bottom inlet of the conical part 13 serves as a combustion gas inlet 11. The combustion gas inlet 11 is configured to introduce combustion gas from the rotary kiln, which combustion gas is a combustion gas at high temperature (around 1050°C). Preferably, because the high temperature combustion gas introduced from the rotary kiln through the combustion gas inlet has a relatively high NOx content, its direct emission without treatment is not favorable for the protection of the environment. In order to reduce NOx emissions and taking into account that the high temperature combustion gas introduced from the rotary kiln has a low oxygen content (generally around 2.5%), the conical part 13 can be provided with a third fuel inlet 14 in communication with the conical part. The fuel (which may be coal, petroleum coke, natural gas or heavy oil) introduced through the third fuel inlet 14 is burned in an oxygen-poor atmosphere to produce CO which is subjected to a reaction of reduction with NOx to produce CO2 and N2, thereby eliminating the NOx produced in the rotary kiln.
La partie de volute inférieure 12 comprend un canal de volute inférieur 20 et une entrée d'air 21 pour introduire de l'air tertiaire. Le canal de volute inférieur 20 introduit l'air tertiaire dans la partie de volute inférieure 12 via une sortie 22 configurée pour communiquer tangentiellement avec une paroi latérale de la partie de volute inférieure 12. Autrement dit, l'entrée d'air 21 pour introduire de l'air tertiaire et la sortie 22 pour introduire l'air tertiaire dans la partie de volute inférieure 12 sont disposées respectivement à deux extrémités du canal d'air tertiaire 20. Le canal de volute inférieur 20 est en communication avec une première entrée de combustible 23 et une première entrée de matériau à calciner 24. Une ou plusieurs premières entrées de combustible 23 et une ou plusieurs premières entrées de matériau à calciner 24 peuvent être prévues. La première entrée de combustible 23 est de préférence disposée au sommet du canal de volute inférieur 20, près de la paroi latérale de la partie de volute inférieure 12. De préférence, afin d'augmenter le temps de séjour du combustible dans l'air tertiaire pour faciliter la combustion rapide du combustible, l'angle de rotation tangentiel du canal de volute inférieur ne peut pas être inférieur 180°, et est de préférence supérieur à 270°. Autrement dit, l'angle de rotation à partir de l'orientation de l'entrée d'air 21 le long de la direction d'écoulement de l'air tertiaire vers l'orientation de la sortie 22 n'est pas inférieur à 180°, et est de préférence supérieur à 270°. Le canal de volute inférieur 20 et la partie de volute inférieure 12 peuvent être connectés de manière fixe (p. ex. par soudure) ou peuvent être séparés pour faciliter le démontage et la maintenance.The lower volute portion 12 includes a lower volute channel 20 and an air inlet 21 for introducing tertiary air. The lower volute channel 20 introduces tertiary air into the lower volute portion 12 via an outlet 22 configured to communicate tangentially with a side wall of the lower volute portion 12. That is, the air inlet 21 to introduce tertiary air and the outlet 22 for introducing tertiary air into the lower volute part 12 are respectively arranged at two ends of the tertiary air channel 20. The lower volute channel 20 is in communication with a first inlet of fuel 23 and a first inlet of material to be calcined 24. One or more first inlets of fuel 23 and one or more first inlets of material to be calcined 24 can be provided. The first fuel inlet 23 is preferably disposed at the top of the lower volute channel 20, near the side wall of the lower volute portion 12. Preferably, in order to increase the residence time of the fuel in the tertiary air to facilitate rapid combustion of the fuel, the tangential rotation angle of the lower volute channel cannot be less than 180°, and is preferably greater than 270°. That is, the rotation angle from the orientation of the air inlet 21 along the flow direction of the tertiary air to the orientation of the outlet 22 is not less than 180 °, and is preferably greater than 270°. The lower volute channel 20 and the lower volute portion 12 may be fixedly connected (e.g., by welding) or may be separated for ease of disassembly and maintenance.
Comme le montre la
Comme le montre la
La partie de volute supérieure 50 comprend un canal de volute supérieur (non représenté) et une entrée du canal de volute supérieur est configurée pour communiquer tangentiellement avec la sortie latérale supérieure 42. De cette manière le flux d'air dans le corps supérieur de calcinateur 40 est dominé par un flux laminaire au lieu de tourbillons après son entrée dans la partie de volute supérieure 50. Le sens de rotation du canal de volute supérieur est opposé au sens de rotation du canal de canal inférieur 20. Autrement dit, le flux d'air dans le canal de volute supérieur tourne verticalement vers le haut et dans le sens horaire, et ensuite, le flux d'air dans le canal de volute inférieur 20 tourne verticalement vers le bas et dans le sens antihoraire. Ou le flux d'air dans le canal de volute supérieur tourne verticalement vers le haut et dans le sens antihoraire, et ensuite, le flux d'air dans le canal de volute inférieur 20 tourne verticalement vers le bas et dans le sens horaire.The upper volute portion 50 includes an upper volute channel (not shown) and an inlet of the upper volute channel is configured to tangentially communicate with the upper side outlet 42. In this manner the air flow into the upper calciner body 40 is dominated by laminar flow instead of vortices after entering the upper volute part 50. The direction of rotation of the upper volute channel is opposite to the direction of rotation of the lower channel channel 20. That is, the flow of The air in the upper scroll channel rotates vertically upward and clockwise, and then the air flow in the lower scroll channel 20 rotates vertically downward and counterclockwise. Or the air flow in the upper scroll channel rotates vertically upward and counterclockwise, and then the air flow in the lower scroll channel 20 rotates vertically downward and clockwise.
Dans le calcinateur 100 selon la présente invention, l'air tertiaire s'écoule le long du canal de volute inférieur 20 et entre finalement tangentiellement, dans la partie de volute inférieure 12 via la sortie 22 avec les tourbillons générés. Ensuite, le flux d'air monte en spirale dans le corps central de calcinateur 30, principalement sous la forme de tourbillons. Quand il traverse la partie rétrécie 41 au fond du corps supérieur de calcinateur 40, le flux d'air produit un effet de jaillissement et est dominé par un flux laminaire au lieu de tourbillons. Ensuite, le flux d'air entre à reculons dans la partie de volute supérieure 50 et est dominé à nouveau par un flux tourbillonnaire. L'air tertiaire entre dans le canal de volute inférieur 20 par l'entrée d'air 21 et le combustible est introduit dans l'air tertiaire par la première entrée de combustible 23. Du fait de l'obstruction du canal de volute inférieur 20, l'air tertiaire doit tourner au moins sous un certain angle dans le canal de volute inférieur 20 avant de s'échapper. De cette manière, le temps de séjour du combustible dans l'air tertiaire est augmenté. Le gaz de combustion tourbillonne principalement dans le calcinateur 100, ce qui augmente le temps de séjour du gaz de combustion dans le calcinateur et le temps de calcination du combustible. L'effet de jaillissement et la rotation inversée du flux d'air augmentent fortement l'effet de mélange du gaz de combustion, de la farine brute et du combustible ainsi que l'efficacité de l'échange thermique entre eux, et favorise la vitesse de décomposition de la farine brute.In the calciner 100 according to the present invention, the tertiary air flows along the lower volute channel 20 and finally enters tangentially, into the lower volute portion 12 via the outlet 22 with the generated vortices. Then, the air flow spirals up into the central calciner body 30, mainly in the form of vortices. When passing through the narrowed portion 41 at the bottom of the upper calciner body 40, the air flow produces a gushing effect and is dominated by laminar flow instead of vortices. Then, the air flow enters backwards into the upper volute portion 50 and is again dominated by a swirling flow. The tertiary air enters the lower volute channel 20 through the air inlet 21 and the fuel is introduced into the tertiary air through the first fuel inlet 23. Due to the obstruction of the lower volute channel 20 , the tertiary air must rotate at least at a certain angle in the lower volute channel 20 before escaping. In this way, the residence time of the fuel in the tertiary air is increased. The combustion gas mainly swirls in the calciner 100, which increases the residence time of the combustion gas in the calciner and the calcination time of the fuel. The gushing effect and reverse rotation of the air flow greatly increase the mixing effect of flue gas, raw meal and fuel and the heat exchange efficiency between them, and promote speed decomposition of raw flour.
Dans le mode de réalisation illustré sur les
Suite à ce qui précède, du fait de la combustion du combustible, davantage de chaleur est générée et une concentration thermique peut avoir lieu. Afin de contrôler la température du champ de flux de la partie conique 13, la partie conique 13 peut être dotée d'une troisième entrée de matériau à calciner 15 communiquant avec la partie conique et configurée pour introduire de la farine brute. Bien que les figures montrent qu'il y a plusieurs (plus de 2) troisièmes entrées de matériau à calciner 15, on comprendra qu'il peut y avoir une seule troisième entrée de matériau à calciner 16. La farine brute introduite par la troisième entrée de matériau à calciner 16 absorbe la chaleur et se décompose, contrôlant ainsi la température du champ de flux de la partie conique 13. De plus, la capacité de calcination de farine brute et le rendement du calcinateur 100 sont indirectement améliorés.Following the above, due to combustion of the fuel, more heat is generated and heat concentration can take place. In order to control the temperature of the flow field of the conical part 13, the conical part 13 can be provided with a third material inlet to be calcined 15 communicating with the conical part and configured to introduce raw flour. Although the figures show that there are several (more than 2) third inlets of material to be calcined 15, it will be understood that there can be a single third inlet of material to be calcined 16. The raw flour introduced through the third inlet of material to be calcined 16 absorbs heat and decomposes, thus controlling the temperature of the flow field of the conical part 13. In addition, the calcination capacity of raw flour and the efficiency of the calciner 100 are indirectly improved.
En observant les
Comme le montre la
De préférence, dans le calcinateur 100 selon la présente invention, le canal de volute inférieur 20 est configuré pour s'étendre près de la paroi latérale de la partie de volute inférieure 12 et le long d'une direction circonférentielle de la paroi latérale de la partie de volute inférieure, et le canal de volute inférieur 20 a un diamètre diminuant progressivement le long d'une direction d'écoulement de l'air tertiaire. De cette manière, la vitesse de flux de l'air tertiaire entrant tangentiellement dans la partie de volute inférieure 12 peut être augmentée.Preferably, in the calciner 100 according to the present invention, the lower scroll channel 20 is configured to extend near the side wall of the lower scroll portion 12 and along a circumferential direction of the side wall of the lower volute portion, and the lower volute channel 20 has a diameter gradually decreasing along a tertiary air flow direction. In this way, the flow speed of the tertiary air tangentially entering the lower volute portion 12 can be increased.
Comme le montrent les
Le processus de fonctionnement du calcinateur 100 selon la présente invention est décrit en détails ci-après, en se référant aux modes de réalisation illustrés, par le biais d'un exemple où le matériau à calciner est de la farine brute pour la production de ciment.The operating process of the calciner 100 according to the present invention is described in detail below, with reference to the illustrated embodiments, through an example where the material to be calcined is raw flour for the production of cement .
1 - Le gaz de combustion à haute température (environ 1050 °C) produit par le four rotatif entre verticalement par l'entrée de gaz de combustion 11 de la partie conique. Le combustible (généralement un combustible classique tel que du charbon, du coke de pétrole, du gaz naturel ou de l'huile lourde) est brûlé à partir de la paroi latérale de la partie conique 13 via la troisième entrée de combustible 14. La quantité de combustible injectée dépend principalement du fait que la concentration thermique et le criblage ont lieu dans la partie conique 13. Si aucune concentration thermique n'a lieu dans la partie conique 13, tout le combustible est injecté. La teneur en oxygène du gaz de combustion introduit depuis le four rotatif est faible (généralement autour de 2,5%) et le combustible est brûlé dans une atmosphère pauvre en oxygène pour produire du CO qui est soumis à une réaction de réduction avec du NOx pour générer du CO2 et du N2, éliminant ainsi le NOx dans le gaz de combustion à haute température introduit depuis le four rotatif. La partie conique 13 est connectée avec la troisième entrée de matériau à calciner 15. Une partie de la farine brute est introduite via la troisième entrée de matériau à calciner 15. La farine brute absorbe la chaleur et se décompose, contrôlant ainsi la température du champ de flux de la partie conique 13. L'air tertiaire à haute température traverse successivement l'entrée d'air 21, le canal de volute inférieur 20 et la sortie 22, et entre horizontalement dans la partie de volute inférieure 12 dans la direction tangentielle du joint entre la sortie 22 et la paroi latérale de la partie de volute inférieure 12. La première entrée de combustible 23 est installée au sommet du canal de volute inférieur 20, près de la paroi latérale de la partie de volute inférieure 12, et le combustible est injecté dans l'air tertiaire via la première entrée de combustible 23 et brûlé rapidement, et il tourne avec l'air tertiaire. Du fait de l'obstruction du canal de volute inférieur 20, l'air tertiaire tourne à 270°, puis entre dans la partie de volute inférieure 12 et commence à monter en spirale. La deuxième entrée de combustible 16 et la deuxième entrée de matériau à calciner 17 sont installées sur la paroi latérale de la partie de volute inférieure 12, à l'extrémité supérieure du canal de volute inférieur 20, et la deuxième entrée de combustible 16 et la deuxième entrée de matériau à calciner 17 sont utilisées respectivement pour introduire un combustible (généralement un combustible classique tel que du charbon, du coke de pétrole, du gaz naturel ou de l'huile lourde) et de la farine brute. Le combustible injecté ici peut éliminer à nouveau du NOx pour le gaz de combustion à haute température produit par le four rotatif et compléter le combustible dans le corps inférieur de calcinateur 10. La farine brute peut absorber la chaleur générée par le combustible et se décomposer, et la température dans la partie de volute inférieure 12 peut être contrôlée en ajustant la quantité de farine brute. Dans la partie de volute inférieure 12, le gaz de combustion à haute température introduit depuis le four rotatif est situé principalement dans la zone centrale de la partie de volute inférieure 12, et le flux d'air externe commence à tourner et à se mélanger sous l'emprise de l'air tertiaire qui monte en spirale.1 - The high temperature combustion gas (around 1050 °C) produced by the rotary kiln enters vertically through the combustion gas inlet 11 of the conical part. The fuel (usually a conventional fuel such as coal, petroleum coke, natural gas or heavy oil) is burned from the side wall of the conical part 13 via the third fuel inlet 14. The quantity of fuel injected depends mainly on whether the thermal concentration and screening takes place in the conical part 13. If no thermal concentration takes place in the conical part 13, all the fuel is injected. The oxygen content of the flue gas introduced from the rotary kiln is low (generally around 2.5%) and the fuel is burned in a low oxygen atmosphere to produce CO which is subjected to a reduction reaction with NOx to generate CO2 and N2, thereby eliminating NOx in the high temperature flue gas introduced from the rotary kiln. The conical part 13 is connected with the third material to be calcined inlet 15. A part of the raw flour is introduced via the third material to be calcined inlet 15. The raw flour absorbs heat and decomposes, thus controlling the temperature of the field flow rate of the conical part 13. The high-temperature tertiary air successively passes through the air inlet 21, the lower volute channel 20 and the outlet 22, and enters the lower volute part 12 horizontally in the tangential direction of the joint between the outlet 22 and the side wall of the lower scroll part 12. The first fuel inlet 23 is installed at the top of the lower scroll channel 20, near the side wall of the lower scroll part 12, and the Fuel is injected into the tertiary air via the first fuel inlet 23 and burned quickly, and it rotates with the tertiary air. Due to the obstruction of the lower volute channel 20, the tertiary air rotates 270°, then enters the lower volute part 12 and begins to spiral upward. The second fuel inlet 16 and the second material to be calcined inlet 17 are installed on the side wall of the lower volute part 12, at the upper end of the lower volute channel 20, and the second fuel inlet 16 and the second inlet of material to be calcined 17 are used respectively to introduce a fuel (generally a conventional fuel such as coal, petroleum coke, natural gas or heavy oil) and raw flour. The fuel injected here can remove NOx again for the high temperature flue gas produced by the rotary kiln and supplement the fuel in the lower calciner body 10. The raw meal can absorb the heat generated by the fuel and decompose, and the temperature in the lower volute part 12 can be controlled by adjusting the amount of raw flour. In the lower scroll part 12, the high temperature combustion gas introduced from the rotary kiln is mainly located in the central area of the lower scroll part 12, and the external air flow begins to rotate and mix under the influence of tertiary air which rises in a spiral.
Le combustible, la farine brute et le gaz de combustion à haute température entrent dans le corps central de calcinateur 30 après avoir traversé la partie de volute inférieure 12. Entraîné par l'air tertiaire, le gaz de combustion à haute température sortant du four rotatif monte en spirale et est mélangé avec l'air tertiaire, la farine brute et le combustible. Sous l'effet de la force centrifuge, la majeure partie de la farine brute et du combustible est proche de la paroi latérale du corps central de calcinateur. Du fait que la paroi latérale est dominée principalement par le flux d'air tertiaire (avec une teneur en oxygène élevée), elle favorise la combustion rapide du combustible. La farine brute proche de la paroi latérale se décompose et absorbe la chaleur, ce qui peut éviter le criblage provoqué par la température élevée de la paroi latérale. Dans le corps central de calcinateur 30, le flux d'air tourbillonne principalement et les tourbillons peuvent augmenter le temps de séjour du gaz de combustion.The fuel, raw meal and high temperature flue gas enter the central calciner body 30 after passing through the lower volute part 12. Entrained by the tertiary air, the high temperature flue gas exits from the rotary kiln rises in a spiral and is mixed with tertiary air, raw flour and fuel. Under the effect of centrifugal force, most of the raw flour and fuel are close to the side wall of the central calciner body. Due to the fact that the sidewall is dominated mainly by tertiary air flow (with high oxygen content), it promotes rapid combustion of the fuel. The raw flour close to the sidewall decomposes and absorbs heat, which can avoid sifting caused by the high temperature of the sidewall. In the central calciner body 30, the air flow mainly swirls and the swirls can increase the residence time of the combustion gas.
3 - Le gaz de combustion à haute température tourbillonnant et autres éléments continuent à s'élever à travers le corps central de calcinateur 30 et passent à travers la partie rétrécie 41 dans le fond du corps supérieur de calcinateur 40. Le flux d'air provoque un effet de jaillissement, le tournoiement est affaibli, un flux laminaire est généré au milieu du corps supérieur de calcinateur 40 et le mélange du gaz de combustion à haute température, de la farine brute et du combustible est favorisé. Le gaz de combustion à haute température pénètre dans la partie hémisphérique formant dôme 43 du corps supérieur de calcinateur 40 et se retourne, puis il pénètre tangentiellement et horizontalement dans la partie de volute supérieure 50 depuis la sortie supérieure 42 sur le côté du corps supérieur de calcinateur 40.3 - The swirling high temperature combustion gas and other elements continue to rise through the central calciner body 30 and pass through the narrowed part 41 in the bottom of the upper calciner body 40. The air flow causes a gushing effect, the spinning is weakened, a laminar flow is generated in the middle of the upper calciner body 40, and the mixing of the high temperature combustion gas, raw flour and fuel is promoted. The high temperature combustion gas enters the hemispherical dome portion 43 of the upper calciner body 40 and turns around, then it tangentially and horizontally enters the upper volute portion 50 from the upper outlet 42 on the side of the upper calciner body. calciner 40.
4 - Le gaz de combustion à haute température, la farine brute et le combustible non brûlé entrent horizontalement dans la partie de volute supérieure 50. Du fait de l'extrusion de la partie de volute supérieure 50, le flux d'air se retourne et le sens de rotation du flux d'air dans la partie de volute supérieure 50 est opposé à celui de la partie de volute inférieure 12, ce qui favorise encore le mélange du gaz de combustion à haute température, de la farine brute et du combustible non brûlé. Du fait que le flux d'air tourne et entre dans le cylindre de connexion 60, le temps de séjour du flux d'air peut être augmenté et la ségrégation du flux d'air dans le cylindre de connexion 60 peut ainsi être évitée. Le flux d'air en rotation peut passer à l'étage suivant du cyclone après avoir traversé le cylindre de connexion 60.4 - The high temperature combustion gas, raw flour and unburned fuel enter the upper volute part 50 horizontally. Due to the extrusion of the upper volute part 50, the air flow turns around and the direction of rotation of the air flow in the upper volute part 50 is opposite to that of the lower volute part 12, which further promotes the mixing of high temperature combustion gas, raw flour and non-burning fuel. burned. Because the air flow rotates and enters the connection cylinder 60, the residence time of the air flow can be increased and segregation of the air flow in the connection cylinder 60 can thus be avoided. The rotating air flow can pass to the next stage of the cyclone after passing through the connecting cylinder 60.
Le calcinateur 100 selon la présente invention comprend principalement une partie de volute supérieure 50, un corps inférieur de calcinateur 10, une partie de volute inférieure 12 et un corps supérieur de calcinateur 40 doté d'une partie rétrécie 41. Le flux d'air tertiaire s'écoule le long du canal de volute inférieur 20 et finit par entrer tangentiellement dans la partie de volute inférieure 12 via la sortie 22 pour générer des tourbillons. Le flux d'air tourbillonne principalement dans le corps central de calcinateur 30. La partie rétrécie 41 au fond du corps supérieur de calcinateur 40 provoque un effet de jaillissement et le flux d'air est dominé par un flux laminaire au lieu des tourbillons. Le flux d'air tourbillonne alors en sens inverse dans la partie supérieure de volute 50. L'air tertiaire entre dans le canal de volute inférieur 20 par l'entrée d'air 21 et le combustible est injecté dans l'air tertiaire par la première entrée de combustible 23. Du fait de l'obstruction du canal de volute inférieur 20, l'air tertiaire doit pivoter au moins à 180° dans le canal de volute inférieur 20 avant de s'échapper. Ainsi, le temps de séjour du combustible dans l'air tertiaire est augmenté. Le gaz de combustion tourbillonne principalement dans le calcinateur 100, ce qui augmente le temps de séjour du gaz de combustion dans le calcinateur 100 et le temps de calcination du combustible. L'effet de jaillissement et la rotation en sens inverse du flux d'air augmentent fortement l'effet de mélange du gaz de combustion, de la farine brute et du combustible, ainsi que le rendement des échanges thermiques entre eux, et favorisent la vitesse de décomposition de la farine brute. Le corps inférieur de calcinateur 10 est aussi doté d'une première entrée de combustible 16 et d'une troisième entrée de combustible 14 ; et avec l'utilisation de la combustion échelonnée du combustible, les émissions de NOx peuvent être réduites. Par conséquent, la présente invention propose un calcinateur qui peut augmenter le temps de séjour du gaz de combustion, améliorer l'effet de mélange du gaz de combustion, de la farine brute et du combustible et réduire les émissions de NOx.The calciner 100 according to the present invention mainly comprises an upper volute part 50, a lower calciner body 10, a lower volute part 12 and an upper calciner body 40 provided with a narrowed part 41. The tertiary air flow flows along the lower volute channel 20 and eventually tangentially enters the lower volute portion 12 via the outlet 22 to generate vortices. The air flow mainly swirls in the central calciner body 30. The narrowed portion 41 at the bottom of the upper calciner body 40 causes a gushing effect and the air flow is dominated by laminar flow instead of swirls. The air flow then swirls in the opposite direction in the upper part of volute 50. The tertiary air enters the lower volute channel 20 through the air inlet 21 and the fuel is injected into the tertiary air through the first fuel inlet 23. Due to the obstruction of the lower volute channel 20, the tertiary air must rotate at least 180° in the lower volute channel 20 before escaping. Thus, the residence time of the fuel in the tertiary air is increased. The combustion gas mainly swirls in the calciner 100, which increases the residence time of the combustion gas in the calciner 100 and the calcination time of the fuel. The gushing effect and the rotation in the opposite direction of the air flow greatly increase the mixing effect of the combustion gas, raw flour and fuel, as well as the efficiency of heat exchange between them, and promote the speed decomposition of raw flour. The lower calciner body 10 is also provided with a first fuel inlet 16 and a third fuel inlet 14; and with the use of staggered fuel combustion, NOx emissions can be reduced. Therefore, the present invention provides a calciner which can increase the residence time of flue gas, improve the mixing effect of flue gas, raw meal and fuel, and reduce NOx emissions.
D'autres modes de réalisation de la présente invention apparaîtront et seront compris par l'homme du métier à partir de la description et de l'exploitation de l'invention divulguée ici. La description et les modes de réalisation sont considérés uniquement comme des exemples, et la véritable portée ainsi que l'esprit de l'invention sont tous deux définis par les revendications.Other embodiments of the present invention will become apparent and will be understood by those skilled in the art from the description and exploitation of the invention disclosed here. The description and embodiments are intended as examples only, and the true scope and spirit of the invention are both defined by the claims.
Claims (9)
dans lequel ledit corps inférieur de calcinateur comprend une partie conique à l'extrémité inférieure et une partie de volute inférieure au-dessus de la partie conique, ladite partie de volute inférieure comprend un canal de volute inférieur et une entrée d'air pour introduire du gaz, ledit canal de volute inférieur injecte le gaz dans ladite partie de volute inférieure via une sortie configurée pour communiquer tangentiellement avec une paroi latérale de ladite partie de volute inférieure, une entrée de fond de la partie conique sert d'entrée de gaz de combustion et ladite entrée de gaz de combustion est configurée pour introduire le gaz de combustion ; ledit canal de volute inférieure communique avec une première entrée de matériau à calciner et une première entrée de combustible et/ou une deuxième entrée de matériau à calciner et une deuxième entrée de combustible sont agencées sur la paroi latérale de la partie de volute inférieure ;
une partie rétrécie en jonction bout-à-bout avec une sortie supérieure du corps central de calcinateur est agencée au fond du corps supérieur de calcinateur et ladite partie rétrécie est configurée pour avoir un diamètre augmentant progressivement le long d'une direction verticale vers le haut ; ledit corps supérieur de calcinateur a un sommet fermé et une sortie latérale supérieure communiquant avec la partie de volute supérieure est agencée sur un côté dudit corps supérieur de calcinateur ;
ladite partie de volute supérieure comprend un canal de volute supérieur, une entrée dudit canal de volute supérieur est configurée pour communiquer tangentiellement avec ladite sortie latérale supérieure et un sens de rotation dudit canal de volute supérieur est opposé à un sens de rotation dudit canal de volute inférieur.Innovative cement clinker calciner, characterized in that said calciner comprises a lower body, a central body and an upper calciner body which are cylindrical, arranged vertically and in connection with each other, and further comprising a volute part upper communicating with said upper calciner body and a connection cylinder disposed under said upper volute part,
wherein said lower calciner body comprises a tapered portion at the lower end and a lower scroll portion above the tapered portion, said lower scroll portion includes a lower scroll channel and an air inlet for introducing gas, said lower scroll channel injects gas into said lower scroll portion via an outlet configured to communicate tangentially with a side wall of said lower scroll portion, a bottom inlet of the conical portion serves as a combustion gas inlet and said combustion gas inlet is configured to introduce combustion gas; said lower volute channel communicates with a first material inlet to be calcined and a first fuel inlet and/or a second material inlet to be calcined and a second fuel inlet are arranged on the side wall of the lower volute part;
a narrowed part end-to-end joining with an upper outlet of the central calciner body is arranged at the bottom of the upper calciner body and said narrowed part is configured to have a diameter gradually increasing along a vertical upward direction ; said upper calciner body has a closed top and an upper side outlet communicating with the upper volute part is arranged on one side of said upper calciner body;
said upper scroll portion comprises an upper scroll channel, an inlet of said upper scroll channel is configured to communicate tangentially with said upper side outlet and a direction of rotation of said upper scroll channel is opposite to a direction of rotation of said scroll channel lower.
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